Discrete National Grid Systems/pt

Padrão similar ao DGGS (discrete global grid system), onde o ambicioso "G" de global foi trocado pelo "N" de nacional: Sistema de Grade Discreta Nacional, abreviado do inglês como DNGS (discrete national grid system). O padrão DNGS é orientado ao conhecimento aberto e a países onde já existe uma projeção oficial de igual-área, tipicamente a adotada pela grade do Censo.

O DNGS é livre do problema inerente das projeções DGGS nas aplicações nacionais, e oferece garantia de bons geocódigos: o protocolo geo URI estendido e as convenções GGeohash fazem parte da recomendação para geocódigos nacionais.

É pressuposto que a maturidade e consolidação de diversos países em torno do padrão DNGS propiciaria, a longo prazo, a adoção "extensões DNGS" consensuais e aderentes ao padrão DGGS.

Poliedro irregular de nações

Visão artística das células de cobertura nacional formando um mosaico global.

Resumido de DNGS/Poliedro das nações.

A exemplo do padrão DGGS podemos imaginar as projeções do DNGS formando um poliedro, porém irregular. Se imaginarmos cada nação recortando o globo através de uma face plana com exatamente os seus limites territoriais, a superfície terrestre será um mosaico de faces. Podemos alias, para ter um mosaico completo, incluir os oceanos (mar internacional).

A vantagem dessa abstração não é apenas proporcionar um critério de comparação, é também destacar que os padrões nacionais podem ser compatibilizados: a única coisa difícil de se obter consenso é a projeção, mas todo o restante das regras DGGS pode ser igual para todos os países.

A decisão sobre qual projeção usar depende do contexto (já dado a priori) ou de uma decisão algorítmica baseada nos BBOXes de cada país. Abaixo o exemplo dos vizinhos Brasil (BR), Colômbia (CO), Equador (EC) e Uruguai (UY). A interseção de fato é apenas um pequeno retângulo, onde destacamos em colorido a área de decisão baseada nas fronteiras. Nas demais áreas há um único país por BBOX, de modo que a decisão (baseada em BBOXes apenas) é simples e rápida.

A "grade L0" de um país (BR ilustrtado) só se torna acessível com a projeção do país, e a decisão sobre qual projeção usar é tomada pelas BBOXes. Se o ponto solicitado cai na BBOX de fronteira ainda confere a geometria de fronteira.

Uma vez identificado o país, a sua projeção é adotada, e a grade pode ser evidenciada localmente.

A BBOX original de cada país é decomposta em BBOXes "puras" e "de fronteira". As puras permitem rápida decisão (alta performance), enquanto as de fronteira requerem avaliação de pertinência ao polígono de fronteira (menor performance). Abaixo o resultado da decomposição quando analisando apenas Brasil e Colômbia.

Requisitos dos países

Onde o padrão DGGS é genérico, oferecendo um grande leque de alternativas, tornando-o complexo e de difícil interoperabilidade, o padrão DNGS é simples, aberto e interoperável. Buscou-se tomar algumas decisões técnicas consistentes com os requisitos dos países, reduzindo o leque de alternativas e o risco de se esbarrar em tecnologias proprietárias.

A tecnologia DNGS precisa satisfazer as necessidades dos países, principalmente países mais pobres e ainda sem maior maturidade digital. Elas foram destacadas pela comunidade OpenStreetMap e fundamentadas no Open Data Index:

1. Garantir que a tecnologia adotada a partir de 2023 esteja isenta de direitos autorais (sem risco de patentes ou copyright).
2. Garantir que a mesma grade possa ser reutilizada em diferentes aplicações (grade multifinalitária);
3. Garantir que toda célula possa ser identificada por um índice computacionalmente eficiente e ao mesmo tempo com representação em geocódigo eficiente (hierárquico, curto e legível para o ser humano).
4. Garantir pelo menos três aplicações fundamentais para o país sejam totalmente interoperáveis:
   • geocódigo de endereçamento postal;
   • grade estatística do Censo; e
   • cobertura de geocódigos quadtree de lote rural,
     com precisão de demarcação e medição de área satisfatórias (demarcação preliminar de baixo custo).

A garantia de reuso em diversas aplicações garante o retorno de investimento em padronização, minimizando o custo financeiro de implantação da tecnologia e o custo humano de memorização dos geocódigos.

Convenções fixadas pelos requisitos

Os requisitos foram complementados por fatos científicos e matemáticos, que em conjunto eliminaram diversas alternativas permitidas pelo padrão DGGS. Por exemplo, pode-se comprovar matematicamente que um mosaico de ladrilhos hexagonais jamais será hierárquico, no sentido de células-mãe corresponderem exatamente à união das células-filhas.

Resumidamente, foram estas as convenções resultantes, ou seja, são regras obrigatórias para todos os países que desejarem se filiar ao padrão DNGS:

1. Compatibilidade com o padrão Geo URI estendida.
2. Células de grade quadriláteras e com lado medindo potências de 2, iniciando pelo metro.
3. Grades Científica com identificadores internos de célula expressos como bit string padronizado de até 60 bits, que inicia pelo código ISO da nação (expansível para oceanos).
4. Geocódigos da grade científica expressos através da base base16h, tendo o código ISO da nação como prefixo.
5. (quando existir opção de geocódigo logístico base32) Subconjunto "grade logística" da grade científica organizado de 5 em 5 bits a partir do metro, e respectivo geocódigo como base32.
6. APIs, terminologia, modelo de referência, etc. reusados do padrão DGGS (depois de ajustados de global para nacional).

Na prática o DNGS resulta em poucos "graus de liberdade" para os países. Ainda assim, essa liberdade foi traduzida em termos de "decisões soberanas de cada país".

Os softwares (algoritmos) abertos, satisfazendo requisitos e regras obrigatórias acima, foram reunidos sob o conceito de Geohash generalizado.

Conformidade DNGS

A conformidade DNGS pode ser expressa como "conformidade parcial com DGGS".

... Ver itens válidos para DNGS em https://docs.ogc.org/as/20-040r3/20-040r3.html#toc9

Adaptações em substituições de DGGS

Em 8.1. DGGS Core package conformance classes:

• GlobeGeometry ⥰ NationGeometry
• DiscreteGlobalGrid ⥰ DiscreteNationalGrids
• ...

Conformidade exclusiva DNGS

O principal acréscimo na DNGS, de características que não existem em DGGS, refere-se à representação dos identificadores de célula como geocódigo (legível ao humano) e como bitstring 64 bits (indexador).

... Decidir se inclui aqui também osmc:Convenções/Grade_científica_multifinalitária#Convenção_resultante.

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Dedução e justificativas

A seguir a análise de fundamentação científica para as escolhas adotadas.

... EM CONSTRUÇÃO ... (usar links com páginas já prontas)

Ver também

• DNGS/Glossário
• DGGS
• OSMC
• INDE Infraestrutura do país